Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2021-02-05 | 109 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Воздействию низких температур подвергаются очень многие материалы и изделия, например трубы для газо- и нефтепродуктов, мосты, железные дороги, автомобили, летательные аппараты и т. д. В северных районах охлаждение материалов может достигать –60ºС, корпуса самолетов и космических аппаратов могут охлаждаться до температуры жидкого кислорода (–183ºС). Детали и отдельные узлы холодильной и криогенной техники, которые используются для получения, хранения, транспортировки сжиженных газов, охлаждаются до температуры жидкого гелия (–269ºС).
При низких температурах у металлов наблюдаются: 1) потеря пластичности; 2) потеря вязкости; 3) повышенная склонность к хрупкому разрушению.
Основное требование к материалам, работающим в условиях низких температур, — это отсутствие хладноломкости.
Для надёжной работы материала необходимо, чтобы температурный порог хладноломкости был ниже рабочей температуры. На склонность к хрупкому разрушению, как и при нормальных температурах, влияют концентраторы напряжений и масштабный фактор деталей.
Материалы с ГЦК решёткой, а также титан и его сплавы, обладающие ГПУ решёткой, не имеют явно выраженного порога хладноломкости, и ударная вязкость у них уменьшается плавно.
Кроме критериев хладостойкости основанием для выбора материала служат прочностные характеристики (σ 0,2 и σ в), физические и технологические свойства.
Из физических свойств материалов при низких температурах интерес представляют теплопроводность и теплоёмкость. Скорость захолаживания материала зависит от теплоёмкости и теплопроводности металла, а при низких температурах, близких к жидкому азоту (–196ºC) эти характеристики уменьшаются более чем в 10 раз. Скорость захолаживания материала при термоциклировании по-разному зависит от теплоёмкости и теплопроводности. Чем меньше теплоёмкость и больше теплопроводность, тем легче захолаживается криогенное оборудование и быстрее выходит на заданный режим.
|
Наиболее распространенными средами в криогенной технике являются кислород и водород, поэтому необходимо учитывать совместимость с ними используемых материалов.
Основные материалы, которые используются при криогенных температурах, — это углеродистые стали с ОЦК решётками, алюминий и его сплавы (АМц, АМг, АМг5 и др.), титан и его сплавы (ВТ1, ВТ5, ОТ4 и др.).
Нержавеющие стали переходного и мартенситного классов не охрупчиваются до –196ºC. Нержавеющие стали аустенитного класса пластичны и вязки до температур –253ºC.
Рабата материалов в условиях радиационного облучения
Радиационное облучение материалов в условиях космоса связано с огромным радиационным полем вокруг Земли. Это и корпускулярная радиация — электроны и протоны, попавшие в магнитное поле Земли, космические лучи — частицы высоких энергий, приходящие из различных областей Вселенной, и солнечные космические лучи.
В настоящее время можно сказать, что воздействие электронного и протонного излучений на металлы исследовано ещё недостаточно.
Радиационное воздействие сильнее сказывается на металлах с ГЦК решёткой, чем на металлы с ОЦК и ГПУ решётками.
Из всех частиц наибольшее влияние на свойства конструкционных материалов оказывают нейтроны, способные из-за отсутствия заряда проникать далеко в глубь кристаллической решётки металла и вызывать в ней следующие существенные изменения:
1) образование «пар Френкеля» вследствие упругого столкновения частиц с ядрами атомов металла;
2) нарушение электронной структуры (ионизационные эффекты) в результате столкновения частиц с орбитальными электронами;
3) местное повышение температуры (термический пик), связанное с упругими колебаниями решётки на пути прохождения частиц;
|
4) образование атомов новых элементов в процессе ядерного распада, а также при захвате ядром частиц;
5) радиационная эрозия в результате отрыва атомов с поверхности под влиянием ударов высокоскоростных пылевидных частиц окружающей среды.
Соударения частиц с атомами в узлах кристаллической решётки смещают и возбуждают другие атомы. Вследствие упругого соударения частицы с атомами она теряет часть своей кинетической энергии, зависящую от целого ряда факторов этого взаимодействия. Если при этом соударении атом приобретает дополнительную энергию и она становится больше энергии, необходимой для его смещения, то атом из узла кристаллической решётки перемещается в междоузлие. За счёт такого перемещения атома из узла решётки в междоузлие и наличия вакансии образуется «пара Френкеля».
Возникающие дефекты строения приводят к изменению следующих структурно чувствительных свойств сплавов: снижаются пластичность, вязкость, повышается удельное электросопротивление и прочность, а главным образом сопротивление малой пластической деформации (σ 0,2).
Наиболее опасное явление, наблюдаемое при радиационном облучении, — это охрупчивание материалов. Данное явление наиболее сильно проявляется у металлов с ОЦК решёткой; так, например, критическая температура хрупкости молибдена после нейтронного облучения повышается от –30 до +70ºC.
Вследствие радиационного облучения у металлов и сплавов понижаются вязкость, пластичность, сопротивление отрыву, а прочность и электросопротивление повышаются, т. е. возрастает вероятность хрупких разрушений.
|
|
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!